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from typing import List
from leetcode_helper import TestcaseHelper, SolutionBase


class Solution(SolutionBase):
    # 解题的方法，命名和Leetcode的保持一致即可
    def solveSudoku(self, board: List[List[str]]) -> None:
        # 保存每行的填充情况
        rows = [[False] * 9 for _ in range(9)]
        # 保存每列的填充情况
        cols = [[False] * 9 for _ in range(9)]
        # 保存3x3的小格子填充情况，每个小格子有9个元素
        boxes = [[[False] * 9 for _a in range(3)] for _b in range(3)]
        # 保存'.'的坐标 (row, col)
        spaces = []
        # 保存是否找到答案的标志
        found = False

        def solve_sudoku(step: int) -> bool:
            nonlocal rows, cols, boxes, spaces, found
            # 如果全部走完了，说明找到答案了
            if step == len(spaces):
                found = True
                return

            # 没有走完，尝试1到9的数字

            i, j = spaces[step]
            for cell in range(9):
                if (rows[i][cell] or cols[j][cell] or boxes[i // 3][j // 3][cell]) is False:
                    rows[i][cell] = cols[j][cell] = boxes[i // 3][j // 3][cell] = True
                    board[i][j] = str(cell + 1)
                    solve_sudoku(step + 1)
                    rows[i][cell] = cols[j][cell] = boxes[i // 3][j // 3][cell] = False

                if found:
                    return

        # 初始化数独的开局
        for row in range(9):
            for col in range(9):
                cell_value = board[row][col]
                if cell_value == '.':
                    # 如果是'.'，记录需要填数字的格子
                    spaces.append((row, col))
                else:
                    # 标记数字已经被使用了
                    value = int(cell_value) - 1
                    rows[row][value] = True
                    cols[col][value] = True
                    boxes[row // 3][col // 3][value] = True

        solve_sudoku(0)


if __name__ == '__main__':
    solution = Solution()

    # 按照leetcode的题目说明，将基本的test case填入
    # 每条case的最后一个元素是正确的结果，即期待的结果
    # 使用元组来保存输入的数据，期待的结果
    testcases = [
        ([["5", "3", ".", ".", "7", ".", ".", ".", "."],
          ["6", ".", ".", "1", "9", "5", ".", ".", "."],
          [".", "9", "8", ".", ".", ".", ".", "6", "."],
          ["8", ".", ".", ".", "6", ".", ".", ".", "3"],
          ["4", ".", ".", "8", ".", "3", ".", ".", "1"],
          ["7", ".", ".", ".", "2", ".", ".", ".", "6"],
          [".", "6", ".", ".", ".", ".", "2", "8", "."],
          [".", ".", ".", "4", "1", "9", ".", ".", "5"],
          [".", ".", ".", ".", "8", ".", ".", "7", "9"]],
         [["5", "3", "4", "6", "7", "8", "9", "1", "2"],
          ["6", "7", "2", "1", "9", "5", "3", "4", "8"],
          ["1", "9", "8", "3", "4", "2", "5", "6", "7"],
          ["8", "5", "9", "7", "6", "1", "4", "2", "3"],
          ["4", "2", "6", "8", "5", "3", "7", "9", "1"],
          ["7", "1", "3", "9", "2", "4", "8", "5", "6"],
          ["9", "6", "1", "5", "3", "7", "2", "8", "4"],
          ["2", "8", "7", "4", "1", "9", "6", "3", "5"],
          ["3", "4", "5", "2", "8", "6", "1", "7", "9"]])
    ]

    for case_item in testcases:
        # 获取测试用的case和期待的执行结果
        input1 = case_item[0]
        expect = case_item[len(case_item) - 1]

        solution.solveSudoku(input1)

        # 判断执行结果，输出提示信息
        check_result = solution.check_result(expect, input1)
        TestcaseHelper.print_case(check_result, case_item, input1)
